機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書課程設(shè)計(jì)是考察學(xué)生全面在掌握基本理論知識(shí)的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)學(xué)院的教學(xué)環(huán)節(jié)，蝸輪蝸桿減速器，減速器是用于電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置。本減速器屬單級(jí)蝸桿減速器(電機(jī)——聯(lián)軸器——減速器——聯(lián)軸器——帶式運(yùn)輸機(jī))，本人是在周知進(jìn)老師指導(dǎo)下獨(dú)立完成的。該課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：任務(wù)設(shè)計(jì)書，參數(shù)選擇，傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的選擇，運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算，蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)，蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)，蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核，減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減速器其他零件的選擇，有關(guān)資料所得。該減速器的設(shè)計(jì)基本上符合生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，限于作者初學(xué)水平，錯(cuò)誤及不妥之處望老師批評(píng)指正。設(shè)計(jì)者：參數(shù)選擇：總傳動(dòng)比：I=35Z1=1Z2=35卷筒直徑：D=350mm運(yùn)輸帶有效拉力：F=6000N運(yùn)輸帶速度：V=0.5m/s工作環(huán)境：三相交流電源有粉塵常溫連續(xù)工作根據(jù)要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿減速器，傳動(dòng)路線為：電機(jī)——連軸器——減速器——連軸產(chǎn)設(shè)計(jì)要求可知，該蝸桿的圓周速度V≤4——5m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見(如圖2.2所示)，采用此布置結(jié)構(gòu)，由于蝸桿在蝸輪的下邊，嚙合處的冷卻和潤(rùn)滑均較好。蝸輪及蝸輪軸利用平鍵作軸向固定。蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用，為防止軸外伸段箱內(nèi)潤(rùn)滑油漏失以及外界灰塵，異物侵該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、蝸輪軸、箱體、滾動(dòng)軸承、檢查孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，啟動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)。一般電動(dòng)機(jī)根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，該減速器卷筒直徑D=350mm。運(yùn)輸帶的有效拉力F=6000N，帶速列600060000.5=3.0kwpw=FV=蝸桿傳動(dòng)效率η=0.701攪油效率η=0.952滾動(dòng)軸承效率(一對(duì))η=0.983聯(lián)軸器效率η=0.99c傳動(dòng)滾筒效率η=0.96cy123ccyrw傳動(dòng)滾筒工作轉(zhuǎn)速：n＝60×1000×v/×350w案額定功率Pedkwin額定轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132S1-25.5300029002.02Y132S-43Y132M2-64Y160M-8綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和減速器的傳動(dòng)比，可見第3方案底角安裝底角安裝裝鍵部位尺外形尺寸地腳螺栓孔直軸身尺寸中心高H尺寸寸L×(AC/2＋AD)×HD徑KD×EA×BF×G×D515×(270/2＋210)132216×1781238×8010×33×38蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P=P=4.7kw0rn=960r/min0T=9.55P/n=4.7×103=46.7N.m000蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P=P·η=4.7×0.99×0.99×0.7×0.992=3.19kw1001n=n0=960=27.4r/minii35TP.19=1111.84N·mnn27.414.3傳動(dòng)滾筒軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P=P·η·η=3.19×0.99×0.99=3.13kw21ccyn=n2n1=27.4=27.4r/mini122運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表4-1：1.679類型蝸桿軸蝸輪軸傳動(dòng)滾筒軸(kw)746.75殊說(shuō)明外均以參考由《機(jī)械設(shè)計(jì)第四版》蝸桿傳動(dòng)為主要計(jì)計(jì)算結(jié)果的計(jì)算對(duì)滑動(dòng)速度4m/s<Vs<7m/sv在圖13.11的i=35的線上，查得[選[d/a]值1d/a]=0.4514m/s<Vs<7m/s蝸桿副的相計(jì)算內(nèi)容項(xiàng)目v蝸輪轉(zhuǎn)矩使用系數(shù)轉(zhuǎn)速系數(shù)彈性系數(shù)壽命系數(shù)接觸系數(shù)接觸疲勞極限接觸疲勞最小安全系數(shù)PnT2=T1in1=9.551in1n14.7103=9.55350.79601n1n8Z=(2+n81=(+1)8=0.83225000Z=Z=6h25000=6KA=1.1nZ=0.83nhZ=1.13hHlim=HlimZZSa=3KT(EPHmin)2nhHlimAnhHlim45001642.681.3)2傳動(dòng)基本尺寸蝸桿頭數(shù)蝸輪齒數(shù)模數(shù)蝸桿分度圓或Z=12z=352m=10蝸輪分度圓22222d=3502mm蝸桿導(dǎo)程角變位系數(shù)蝸桿齒頂圓蝸桿齒根圓x=(225-220)/10=0.5da1=d1+=90+210df1=d12(ha+c=9021.2106x=0.5mmdf1=mm蝸桿齒寬蝸輪齒根圓蝸輪齒頂圓直徑(吼圓直蝸輪外徑蝸輪咽喉母蝸輪齒寬蝸桿圓周速b1=d2d38023502df2=d22(haxm+c)da2=d2+2(ha+xm)=350+2101.5ea2d=dea2dg2r=ag2d1+1)m2b=1+1)m2+1df2=336mmmmdmmgr=35mmgB=82mm2b=73mm2v=4.52m/s=286I度相對(duì)滑動(dòng)速度摩擦系數(shù)m/sm/s52/cos6.34。vvvp=1.50。v輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算許用接觸應(yīng)力[H]=ZnZhHlim最大接觸應(yīng)力齒根彎曲疲強(qiáng)度彎曲疲勞最小安全系數(shù)KTA2a3H=ZEKTA2a3H=ZEZPFmin許用彎曲疲應(yīng)力[]=FlimFS0F0輪齒最大彎2KT=A=Fmbd2221.11145000蝸桿軸擾度驗(yàn)算合格蝸桿軸慣性矩==904=3.22106nn允許允許蝸桿擾度蝸桿軸擾度48EI溫度計(jì)算合格傳動(dòng)嚙合效率攪油效率軸承效率效率散熱面積估算箱體工作溫度潤(rùn)滑油粘度潤(rùn)滑方法=1tg(y+p)123t=1+t1aA0==+20此處取a=15w/(m2c)潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方式合格wwvmd=(0.8——10)d=30.4——38mm電機(jī)Tc=KT=K×9550×P=1.5×9550×5.5/960=82.1N.Mn軸器(38×83)。m—90A型鍵10×70，蝸桿軸上的鍵槽寬100mm，槽深為5.0+0.2mm，聯(lián)軸器上槽0.0360深t=3.3mm，鍵槽長(zhǎng)L=70mm。1封圈等組合設(shè)計(jì)，蝸桿的尺寸如零件圖1(蝸桿零件圖)蝸輪采用裝配式結(jié)構(gòu)，用六角頭螺栓聯(lián)接(d2100mm),輪芯選用灰鑄鐵md3eln3d4R2l1dCD0x2Bd5七、蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核7.1軸的直徑與長(zhǎng)度的確定1.初步估算軸的最小直徑(外伸段的直徑)計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=KT=K×9550×P=1.5×9550×3.19/27.4=1667.76N.M<2000N.Mn—90A型鍵20×110，普通平鍵GB1096—90A型鍵20×70，聯(lián)軸器上鍵槽深度計(jì)算內(nèi)計(jì)算內(nèi)容(由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》劉俊龍根據(jù)蝸輪(由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》劉俊龍(由參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》劉俊龍計(jì)算結(jié)果L1=25L2=20L3=128L4=25L5=25L6=40L7=80D1=80D'Fr''FFFF'Fr''FFFFFFFFD2便于軸承的拆卸D2=84D根據(jù)蝸輪D3=100D便于軸承的拆卸D4=84DD5=72DD6>51.7>100mm又因軸上有鍵槽所以D6增大3%，則D6=67mmD6=67Fa'""F'""FFFtaaF"FF"FFr水平面彎矩M/NmmXY5216079797119垂直面彎矩M/Nmm436150.8合成彎矩M=M2+M2/NmmXYXZ00681175.5mmNmmT=1111840NaT=655985.6BS1b計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)矩T1Nmm徑向力軸向力計(jì)算支承反力垂直面反力合成彎矩許用應(yīng)力值F=2T1=21111840=20707.6Ntd80atF=Ftana=24707.6×atF=Ftana=24707.6×tan20oytt2745.3190+24707.6976000119F'R1=19419424707.697+60003132745.3190F'R2=194194FF"=圖圖畫軸的彎矩圖=2MXYMXZM=M+XYXZT=T=1111840Nmm11b0bF=24707.6NtFFr=2745.3N=8992.8NF'=F'R1F'F'F"F"=F"R1R24NT=1111840Nmmaa=0.59彎矩圖蝸輪段軸中間截面M'3=M2+(aT)2=681175.52+655985.62=947628.6NmmM'=947628.6Nmm軸承段軸中間截面處M'=969381.2NmmIII7140002+655985.62=969381.2Nmm彎矩圖驗(yàn)算結(jié)果在設(shè)計(jì)范圍之軸徑校核d=32=3d=33=3III0.1[]III0.1[]M'=III2軸的結(jié)果設(shè)計(jì)采用階梯狀，階梯之間有圓弧過(guò)度，減少應(yīng)力集中，具體尺寸和要求見零7.3裝蝸輪處軸的鍵槽設(shè)計(jì)及鍵的選擇當(dāng)軸上裝有平鍵時(shí)，鍵的長(zhǎng)度應(yīng)略小于零件軸的接觸長(zhǎng)度，一般平鍵長(zhǎng)度比輪轂長(zhǎng)軸上鍵槽深度為t=90.2，輪轂上鍵槽深度為t1=5.40.2，軸上鍵槽寬度為b=250.052輪轂上鍵槽深度為b1=25計(jì)計(jì)算公式計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)內(nèi)容箱座壁厚度δ箱蓋壁厚度δ1地腳螺釘直徑d?地腳螺釘直徑d`?底腳凸緣尺寸(扳手空間)軸承旁連接螺栓通孔直徑d`1剖分面凸緣尺寸(扳手空間)上下箱連接螺栓通孔直徑d`2上下箱連接螺栓沉頭座直徑箱緣尺寸(扳手空間)軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n,d3檢查孔蓋螺釘直徑d46=0.04a+38=0.04×225+3=12mm6=0.856=0.85×12=10mm111??D0==48mmL1=32mmL2=30mm11D0=32mmC1=24mmC2=20mmd=12mm22D0=26mmC1=20mmC2=16mmn=4,d=10mm34取δ=12mm1b=18mmb1=18mmP=30mm?d`?==20mmD0==48mmL1=32mmL2=30mm11D0=32mmC1=24mmC2=20mm22D0=26mmC1=20mmC2=16mmn3452H=340mm2D徑+(5~5.5)d23K=C+C+(8~10)=44mm12m1>6=12mm2mm152蝸輪軸承座長(zhǎng)度(箱體內(nèi)壁至軸承座外端面的距離)蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間的距離蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離機(jī)蓋、機(jī)座肋厚mm1,5H=340mmR1=16mm2K=54mmS=180L1=56mm取=15mm1取=12mm2m=8.5mm,1m=10mm蝸蝸桿頂圓與箱座內(nèi)壁的距離軸承蓋凸緣厚度蝸桿中心線與軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離箱蓋高度箱座的長(zhǎng)度箱底的厚度箱蓋長(zhǎng)度(不包括凸裝蝸桿軸部=40mm6e=1.23=4mm30mm444mm440mm460mm((不包括凸蝸桿軸承座180mm箱底座寬度304mm8mm孔外伸長(zhǎng)度蝸桿軸承座內(nèi)端面與箱體內(nèi)mm壁距離箱底的距離箱體寬度(不包括凸蝸桿軸承座長(zhǎng)度分的長(zhǎng)度m九、減速器其他零件的選擇經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、定位銷的組合設(shè)計(jì)，經(jīng)校核確定以下零件：安安裝位置蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處動(dòng)滾筒聯(lián)接處類型GB1096-90GB1096-90GB1096-90L9(h14)h(h11)8b(h9)安裝位安裝位外形尺寸軸承型號(hào)置dDTBCGB297-84蝸桿6013033.531267312(30312)GB/T297-94蝸輪軸